本文關(guān)鍵詞：疊前復(fù)雜地震波場插值重建與噪聲衰減技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：由于地震勘探信息采集地表?xiàng)l件的復(fù)雜性和技術(shù)的限制，地震數(shù)據(jù)中往往會存在缺失道和干擾噪聲，因此，開發(fā)快速有效的疊前復(fù)雜地震波場插值重建與噪聲衰減技術(shù)具有重要的實(shí)際意義。一般的插值與去噪方法應(yīng)用于復(fù)雜地震波場時，往往計(jì)算精度不高或者效率低下。地震波場插值重建和噪聲衰減可以歸納為數(shù)學(xué)反問題，，由于現(xiàn)存很多方法是基于對l2范數(shù)最優(yōu)化反問題的求解，得到的解為局部光滑，然而局部光滑的反演結(jié)果往往并非我們所需要的解，因此需要提出新的約束條件。壓縮感知理論源于圖像采集領(lǐng)域，主要包含信號的稀疏性表示和測量矩陣的設(shè)計(jì)，該理論應(yīng)用稀疏變換來建立數(shù)據(jù)空間和模型空間之間的聯(lián)系，這為波場插值重建與噪聲衰減問題的求解提供了有效的解決方案。在應(yīng)用壓縮感知理論解決插值和去噪問題時，地震波場的最佳化表征以及迭代算法的高效準(zhǔn)確計(jì)算是該理論應(yīng)用的關(guān)鍵，但是常用的壓縮感知反演方法無法很好地適用于復(fù)雜地震數(shù)據(jù)，因此本論文以該理論為基礎(chǔ)，開發(fā)VD-seislet變換和OC-seislet變換作為表征復(fù)雜波場的稀疏變換，建立了Brgman迭代算法框架下的復(fù)雜波場插值重建與噪聲衰減方法。 本論文對含有散射波、強(qiáng)隨機(jī)噪聲的典型復(fù)雜波場進(jìn)行分析研究，針對其數(shù)據(jù)特點(diǎn)，提出了基于壓縮感知原理的復(fù)雜波場插值和去噪過程中的關(guān)鍵問題：測量算子L的形式以及迭代算法的選取，同時給出了解決方案。引入了全變分去噪領(lǐng)域的Bregman迭代算法，將其改進(jìn)使其適用于以稀疏表征為核心的壓縮感知理論，并且應(yīng)用最佳化變換基函數(shù)壓縮不完整或存在噪聲的地震數(shù)據(jù)，將地震波場插值和去噪問題作為約束最優(yōu)化問題，通過改進(jìn)的Bregman迭代算法來求解l1-l2聯(lián)合范數(shù)約束條件下的反問題，同時采用H-curve準(zhǔn)則自適應(yīng)選取最佳的閾值參數(shù)，結(jié)合軟閾值方法，在變換域內(nèi)應(yīng)用壓縮感知理論做迭代反演處理，結(jié)果再反變換到數(shù)據(jù)域，就達(dá)到了去噪去假頻的同時又恢復(fù)有效信息的目的，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)更加快速、準(zhǔn)確的疊前復(fù)雜地震波場插值重建與噪聲衰減。 地震波場插值和去噪過程中的迭代框架確定之后，論文討論了壓縮感知理論中用于表征地震波場的稀疏變換。Seislet變換以小波提升算法為基礎(chǔ)，與地震數(shù)據(jù)模式相結(jié)合，使用不同的模式對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，能夠得到不同類型的seislet變換，本論文選擇VD-seislet變換和OC-seislet變換對不同類型的復(fù)雜地震波場進(jìn)行稀疏表征。 VD-seislet變換是一種用于分析CMP域中疊前反射波數(shù)據(jù)的新方法，能夠從強(qiáng)隨機(jī)噪聲中壓縮反射波信息。該方法以速度相關(guān)(VD)傾角作為地震數(shù)據(jù)表征模式，其中，疊前數(shù)據(jù)局部傾角是通過由速度分析得到的時距曲線關(guān)系所求得的，因?yàn)樗俣葤呙鑼?qiáng)隨機(jī)噪聲不敏感，所以把時距曲線方程作為連接局部傾角和掃描速度之間的橋梁，使反射波同相軸避免強(qiáng)隨機(jī)噪聲的干擾。給出了VD-seislet變換在信號和噪聲分離方面的應(yīng)用以及不完整數(shù)據(jù)的插值測試，并且使用理論模型和實(shí)際數(shù)據(jù)測試了VD-seislet對復(fù)雜波場中強(qiáng)隨機(jī)噪聲的衰減能力和對缺失道數(shù)據(jù)的插值效果。 炮檢距連續(xù)(OC)算子是一種可以預(yù)測不同炮檢距地震數(shù)據(jù)的積分連續(xù)算子，本論文闡述了OC算子的詳細(xì)推導(dǎo)過程，將OC算子作為seislet變換中的地震數(shù)據(jù)表征模式，得到OC-seislet變換。OC-seislet變換是一種根據(jù)動力學(xué)關(guān)系表征地震數(shù)據(jù)的稀疏變換方法，可以理想地表征存在散射波以及強(qiáng)噪聲的復(fù)雜地震波場，為壓縮感知理論解決復(fù)雜地震波場插值和去噪問題提供了本質(zhì)的數(shù)學(xué)變換基礎(chǔ)。文中將其與改進(jìn)的Bregman迭代算法相結(jié)合，并用于解決含散射波的不完整地震數(shù)據(jù)插值重建問題，由理論模型和實(shí)際數(shù)據(jù)的測試，且與工業(yè)界常用的POCS迭代方法做對比，驗(yàn)證本方法的高效性和正確性。同時還將OC-seislet變換用于去除復(fù)雜波場中的強(qiáng)隨機(jī)噪聲，以涌浪噪聲為例，通過測試證明了該變換對強(qiáng)隨機(jī)噪聲的衰減也有其優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜地震波場 插值 去噪 壓縮感知 Bregman迭代 VD-seislet變換 OC-seislet變換 H-curve準(zhǔn)則
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P631.44
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 選題目的和意義12-13
• 1.2 復(fù)雜地震波場分析13-15
• 1.3 去噪與插值15-17
• 1.3.1 去噪15-16
• 1.3.2 插值16-17
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)17-20
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)18-20
• 第2章 地震反演理論及應(yīng)用關(guān)鍵問題20-40
• 2.1 地震反演方法20-26
• 2.1.1 統(tǒng)計(jì)估計(jì)20-22
• 2.1.2 協(xié)方差矩陣22-23
• 2.1.3 優(yōu)化問題分析23-26
• 2.2 壓縮感知原理26-30
• 2.2.1 信號稀疏性表示26-27
• 2.2.2 測量矩陣設(shè)計(jì)27-30
• 2.2.2.1 等距約束性準(zhǔn)則28-29
• 2.2.2.2 不相干性準(zhǔn)則29-30
• 2.3 測量算子 L 選取30-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第3章 迭代算法40-52
• 3.1 常用迭代算法40-43
• 3.2 改進(jìn)型 Bregman 迭代算法43-46
• 3.3 閾值算子選取46-50
• 3.3.1 硬閾值和軟閾值46-47
• 3.3.2 自適應(yīng)閾值參數(shù)選取方法47-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第4章 稀疏變換52-82
• 4.1 Seislet 變換52-57
• 4.1.1 小波提升算法53-54
• 4.1.2 一維 seislet 變換54-55
• 4.1.3 PWD-seislet 變換55-57
• 4.2 VD-seislet 變換57-58
• 4.3 OC-seislet 變換58-80
• 4.3.1 OC 偏微分方程有效性分析59-63
• 4.3.2 炮檢距連續(xù)的幾何結(jié)構(gòu)63-68
• 4.3.3 振幅等價性68-71
• 4.3.4 Cauchy 問題和積分算子71-74
• 4.3.5 炮檢距連續(xù)和 DMO74-77
• 4.3.6 Log-stretch 域炮檢距連續(xù)77-80
• 4.4 本章小結(jié)80-82
• 第5章 理論模型和實(shí)際數(shù)據(jù)測試82-112
• 5.1 理論模型測試82-96
• 5.1.1 傾角估算及去噪與插值測試82-89
• 5.1.2 散射波模型插值測試89-93
• 5.1.3 涌浪噪聲模型去噪測試93-96
• 5.2 實(shí)際數(shù)據(jù)測試96-109
• 5.2.1 強(qiáng)隨機(jī)強(qiáng)噪聲數(shù)據(jù)去噪應(yīng)用96-99
• 5.2.2 疊前復(fù)雜地震波場插值重建應(yīng)用99-105
• 5.2.3 涌浪噪聲衰減應(yīng)用105-109
• 5.3 本章小結(jié)109-112
• 第6章 結(jié)論與展望112-114
• 6.1 結(jié)論112-113
• 6.2 展望113-114
• 參考文獻(xiàn)114-124
• 作者簡介及在學(xué)期間的科研成果124-126
• 致謝126

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高建軍;陳小宏;李景葉;劉國昌;馬劍;;基于POCS方法指數(shù)閾值模型的不規(guī)則地震數(shù)據(jù)重建(英文)[J];Applied Geophysics;2010年03期

2 王維紅;裴江云;張劍鋒;;加權(quán)拋物Radon變換疊前地震數(shù)據(jù)重建[J];地球物理學(xué)報;2007年03期

3 孟小紅;郭良輝;張致付;李淑玲;周建軍;;基于非均勻快速傅里葉變換的最小二乘反演地震數(shù)據(jù)重建[J];地球物理學(xué)報;2008年01期

4 管路平;唐亞勛;王華忠;;共偏移距道集平面波疊前時間偏移與反偏移[J];地球物理學(xué)報;2009年05期

5 劉洋;FOMEL Sergey;劉財;王典;劉國昌;馮fE;;高階seislet變換及其在隨機(jī)噪聲消除中的應(yīng)用[J];地球物理學(xué)報;2009年08期

6 陸艷洪;陸文凱;翟正軍;;一種邊緣保持的地震數(shù)據(jù)插值方法[J];地球物理學(xué)報;2012年03期

7 耿瑜;吳如山;高靜懷;;基于Dreamlet變換的地震數(shù)據(jù)壓縮理論與方法[J];地球物理學(xué)報;2012年08期

8 王雄文;王華忠;;基于壓縮感知的高分辨率平面波分解方法研究[J];地球物理學(xué)報;2014年09期

9 勾福巖;劉財;劉洋;馮fE;崔芳姿;;基于Bregman迭代的復(fù)雜地震波場稀疏域插值方法(英文)[J];Applied Geophysics;2014年03期

10 王興芝;鐘明睿;楊薇;朱江梅;劉金朋;張興巖;劉明珠;;海上拖纜三維地震數(shù)據(jù)規(guī)則化技術(shù)研究[J];地質(zhì)科技情報;2015年02期

  本文關(guān)鍵詞：疊前復(fù)雜地震波場插值重建與噪聲衰減技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：294140